UA31002U - Електронний баласт зі стабілізацією потужності - Google Patents

Abstract

Електронний баласт зі стабілізацією потужності містить перший транзистор, перший конденсатор, другий конденсатор, другий вивід якого приєднано до першого кінця першої нитки розжарювання лампи, другий кінець цієї нитки підключено до третього конденсатора, другий вивід якого підключено до першого кінця другої нитки розжарювання лампи, інший кінець якої підключено до загального проводу, четвертий конденсатор, інший вивід якого приєднано до загального проводу, п'ятий конденсатор, до другого виводу якого підключені шостий конденсатор, з'єднаний з загальним проводом, і друга індуктивність, підключена до затвору першого транзистора, також до затвору підключені перший резистор, другий вивід якого підключено до джерела живлення, другий резистор, інший вивід якого підключено до загального проводу, і включені назустріч стабілітрони, приєднані до загального проводу. До точки з'єднання другого конденсатора і виводу нитки розжарювання лампи приєднано анод діода, катод якого приєднано до сьомого конденсатора, другий вивід якого підключено до загального проводу, і до третього резистора, який приєднано до точки з'єднання четвертого резистора, катода варикапа і восьмого конденсатора, інший вивід якого підключено до затвору першого транзистора, другий вивід четвертого резистора приєднано до анода варикапа і підключено до стоку другого транзистора і дев'ятого конденсатора, інший вивід якого підключено до загального проводу, витік другого транзистора через п'ятий резистор приєднано до загального проводу, а затвор другого транзистора підключено до шостого резистора, інший вивід якого підключено до джерела живлення, і �

Description

Опис винаходу

Корисна модель належить до галузі техніки управління люмінесцентними (газорозрядними) лампами, а саме 2 до схем живлення ламп напругою високої частоти, що одержується шляхом перетворення напруги постійного струму (електронні баласти). При цьому реалізуються високий коефіцієнт корисної дії (ККД) перетворення енергії джерела живлення в енергію, що розсіюється лампою, і підвищення світлового виходу лампи, можливість роботи від низьких напруг (від батарей або бортової мережі), миттєве або таке, що програмується (м'яке), запалювання лампи і збільшення її терміна служби. Такі пристрої можуть застосовуватися на транспортних 70 засобах, у системах аварійного освітлення, у системах, які живляться від сонячних батарей та вітрових електрогенераторів.

Електронні баласти звичайно містять спеціалізовану мікросхему контролера, який забезпечує зміну частоти перемінного струму за заданим законом, потужний двотактний вихідний каскад і реактивні елементи |1). Такі електронні баласти є поширеними пристроями, їхніми хибами є або зниження ККД з ростом частоти, або 72 ускладнена схема пристрою. Також в таких електронних баластах передбачається робота при постійній напрузі джерела живлення, що не завжди виконується при роботі від акумуляторних батарей, сонячних батарей або вітрових генераторів.

Електронний баласт на основі підсилювача класу Е дозволяє включати люмінесцентні лампи при живленні від напруги 128 з забезпеченням високого ККД пристрою (21, при цьому забезпечується миттєвий запуск лампи, 20 але не підігрівається попередньо нитка розжарювання. Хибою цього пристрою є відносна складність і придатність для малогабаритних люмінесцентних ламп.

Можливий електронний баласт, створений на основі автогенератора, що демонструє режим роботи класу Е

ІЗІ, до його недоліків можна віднести роботу при високій напрузі живлення.

Найбільш близьким пристроєм є пристрій, описаний в |4-5), який містить один транзистор, що працює в 25 автогенераторі класу Е. Недоліком цього пристрою є залежність потужності, що споживається пристроєм, від пт») напруги живлення. Таким чином, при підвищеній напрузі, коли батарея повністю заряджена, її розряд йде більшим, ніж потрібно, струмом, і зменшується час роботи батареї.

У основу корисної моделі поставлена задача збільшення часу роботи електронного баласту від одного заряду батареї шляхом удосконалення електронного баласту - стабілізацією потужності, яку він споживає. Таке с 30 рішення також буде корисне в умовах нестабільної напруги живлення: на транспорті, при роботі відавтономних су електростанцій, так як не буде потрібно виконувати окремі схеми стабілізації напруги живлення (світлового потоку ламп). о

Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в електронний баласт вводиться схема стабілізації «- напруги на люмінесцентній лампі, заснована на залежності вихідної напруги баласту від частоти його роботи - 3о при зміні напруги живлення баласту схема змінює ємність напівпровідникового діоду (варикапу), це викликає со зміну частоти генерації баласту і напруга на лампі відновлює своє значення, при цьому залишаються постійними потужності, що розсіюється лампою, і що споживається від джерела живлення.

На Фіг.1 зображено схему пристрою, що заявляється. «

На Фіг.2 показано залежності потужності, що споживає лампа, та ККД електронного баласту. 70 Пристрій складається з потужного польового транзистора 1, витік якого з'єднаний із загальним проводом, до о, с стоку транзистора приєднані дросель 2, іншим виводом приєднаний до джерела живлення 3, і конденсатору 4, з» інший вивід якого підключено до загального проводу, конденсатор 5, другим кінцем підключений до загального проводу, і котушка індуктивності б до другого виводу якої приєднані конденсатор 7, до іншого виводу якого приєднано лампу 8 одним виводом першої нитки розжарювання, до другого виводу першої нитки приєднано 45 конденсатор 9, інший вивід якого приєднано до першого виводу другої нитки розжарювання, а другий вивід і другої нитки приєднано до загального проводу, конденсатор 10, іншим виводом приєднаний до загального - проводу, і конденсатор 11, другим виводом підключений до конденсатору 12, який другим виводом приєднано до загального проводу, і індуктивності 13, яка другим виводом підключена до затвору транзистора 1, до затвору о транзистора також приєднані резистор 14, іншим виводом приєднаний до джерела живлення 3, резистор 15, о 20 другим виводом приєднаний до загального проводу, два включених назустріч одне одному стабілітрони 16, з'єднані вільним виводом із загальним проводом, і конденсатор 17, другим виводом приєднаний до точки

І» з'єднання резисторів 18 і 19 і катода варикапа 20, другий вивід резистора 18 приєднано до з'єднання конденсатора 21, другим виводом підключеного до загального проводу, і катоду діода 22, анод якого підключено до точки з'єднання конденсатору 7 і лампи 8, анод варикапу 20 підключено до з'єднання резистора 19, 29 конденсатора 23 і стоку транзистору 24, другий вивід конденсатору 23 підключено до загального проводу, витік с транзистору 24 через резистор 25 підключено до загального проводу, а затвор транзистору 24 підключено до з'єднання резисторів 26 і 27, другий вивід резистору 27 підключено до загального проводу, другий вивід резистору 26 підключено до джерела живлення (батареї) 3, інший вивід якої приєднано до загального проводу.

Пристрій можна представити складеним з трьох частин: генераторної 28, навантаження, в даному разі бо люмінесцентної лампи, 29, і схеми стабілізації потужності, що споживається, 30.

Пристрій працює таким способом: при подачі постійної напруги живлення на схему, дільник із резисторів 14, забезпечує подачу на затвор (вхід) транзистора 1 напруги зміщення, що переводить його в активний режим, струм, що протікає через транзистор, збуджує коливання в контурі, утвореному індуктивністю 6, конденсаторами 7,9 ї 10 ії опорами ниток розжарювання лампи. Ці коливання по ланцюгу зворотного зв'язку, утвореного бо дільником на конденсаторах 11 і 12 і індуктивністю 13, передаються на вхід транзистора, чим замикають коло позитивного зворотного зв'язку і створюють в генераторі коливання на частоті, яка унаслідок високої добротності послідовного коливального контуру при погашеній лампі, буде іншою, чим у режимі горіння. За рахунок цього забезпечується більша напруга на коливальному контурі, тому що частота генерації ближче до резонансної частоти коливального контуру і на лампі розвивається напруга, достатня для її запалювання. Проте спочатку струмом, що протікає по нитках розжарювання, вони нагріваються, і при досягненні певної температури відбувається запалювання лампи. У цей час захист транзистора від перенапруги на затворі виконують стабілітрони 16. Після запалювання лампи добротність контуру падає, умови генерації виконуються на іншій частоті, і електронний дросель переходить у оптимальний режим коливань класу Е, що характеризується /0 високим ККД.

Схема стабілізації ЗО баласту містить вузол управління на транзисторі 24, котрий управляє постійною напругою, що подається на варикап 20. Цей варикап включено у якості ємності, паралельної входу ключа 1, що дозволяє при зміні постійної напруги на варикапі 20 (яка залежить від напруги джерела живлення) змінювати зсув фаз у колі зворотного зв'язку, змінюючи таким чином частоту генерації пристрою, і змінюючи цим напругу /5 на лампі 8 та потужність, що споживається від джерела живлення 3. Зворотній зв'язок для стабілізації потужності здійснюється напругою, яка поступає від діода 22 і фільтрується конденсатором 21. Конденсатор 17 є розподільчим, який не пропускає постійний струм з варикапа 20 на затвор транзистора 1. Конденсатор 23 шунтує стік транзистору 24 по змінному струму та створює затримку включення схеми стабілізації для здійснення запалення лампи при вмиканні постійного струму.

Як можна побачити на Фіг.2, потужність на навантаженні може бути зменшена при зростанні робочої частоти, при цьому ККД практично незмінний. Таким чином, є можливість при зростанні напруги живлення стабілізувати потужність, що споживається. При цьому зменшується струм батареї, що дозволяє збільшити час її роботи.

Наприклад, якщо прийняти, що напруга батареї зменшується лінійно при її розряді, то час роботи на навантаження, яке споживає постійну силу струму, буде на 895 більше, ніж на навантаження з постійним опором, об максимальна різниця може сягати 15905.

Експериментальний зразок баласту забезпечив стабілізацію потужності, що споживалась від батареї, в - діапазоні робочих напруг кислотних акумуляторів на рівні 20Вт (використовувалась лампа Т8 номінальної потужності 18Вт), у той час як баласт, який не є стабілізованим, споживає 23Вт при повністю зарядженій батареї і 20Вт при її розряді до нижньої робочої межі. с зо Таким чином, даний електронний баласт може бути використаний там, де грають велику роль високий ККД і низька напруга живлення: на транспорті, у системах живлення від сонячних батарей, у системах аварійного о освітлення, у переносних джерелах світла. Баласт містить мінімум деталей і простий у виготовленні. о

Джерела інформації: 1. Ваїгапладе М. ЕїІесігопіс Іатр бБаййаві адевідп /Зептісопадисіог арріїсайоп опоїе, Моіогоїа, АМ1543/9- ж

Ера /Млимопветі.сот/риб/СоїІагега!/ АМ1543-О.РОБ. с 2. Ропсе М., Ага ., Аїопсо .).М., Кісо-Зесадез М. ЕПІесігопіс раМазі разей оп сіазв Е атрійіег мйй а сарасійме іпмегег апа діттіпуд ог рпоїомоїїаіс арріїсайопз /Арріеай роуег еїесігопісв, Сопіегепсе апа

Ехрозіоп, 1998, АРЕС98, Сопіегепсе Ргосееєеаіпоз 1998, Тпіпеепій Аппиаї, Моі.2, 1998, Р.01156-1162.

З. Мегопе І.К. Біпдіе зм/йси еїЇесігопіс райПаві /Раї ОБА 6144173, С1. НО5ВЗ37/02, Заяв. 10.11.1999, вьідан « 4007.11.2000. - с 4. Криїжановский В.Г., Рассохина Ю.В., Чернов Д.В. Злектронньій балласт. Декларационньїй патент Украинь!

Моб5418А опубл. 15.03.2004, бюл.Мо3. класс НО5БВ41/26, НО5В37/02 (по заявке 2003087430, от 6.08.2003Гг.) ;з» (прототип). 5. Кгі2гпапоувзКкі М.б., Спегпом О.М., Калгітіегс2икК М.К. Іом/-МоМаде ЕПІесігопіс ВаПйаві Вазей оп Сіаз5з Е

ОзсіПаюг /ЛЕЕЕ Тгапзасіопе Оп Ромжмег ЕІесігопісв, МоіІ.22, Мо.3, Мау 2007. Р.863-870. з

Claims (1)

1. - Формула винаходу о . ! ри ! ! я я ! Електронний баласт зі стабілізацією потужності, що містить перший транзистор, який працює в схемі ав) автогенератора класу Е, виток транзистора з'єднаний з загальним проводом, до стоку приєднані дросель, другий кінець якого з'єднаний із джерелом живлення, перший конденсатор, інший кінець якого з'єднаний із загальним Із проводом, і перша індуктивність, до іншого кінця котрої приєднані другий конденсатор, другий вивід якого приєднано до першого кінця першої нитки розжарювання лампи, другий кінець цієї нитки підключено до третього / Конденсатора, другий вивід якого підключено до першого кінця другої нитки розжарювання лампи, інший кінець якої підключено до загального проводу, четвертий конденсатор, інший вивід якого приєднано до загального с проводу, п'ятий конденсатор, до другого виводу якого підключені шостий конденсатор, з'єднаний з загальним проводом, і друга індуктивність, підключена до затвору першого транзистора, також до затвору підключені перший резистор, другий вивід якого підключено до джерела живлення, другий резистор, інший вивід якого во підключено до загального проводу, і включені назустріч стабілітрони, приєднані до загального проводу, який відрізняється тим, що до точки з'єднання другого конденсатора і виводу нитки розжарювання лампи приєднано анод діода, катод якого приєднано до сьомого конденсатора, другий вивід якого підключено до загального проводу, і до третього резистора, який приєднано до точки з'єднання четвертого резистора, катода варикапа і восьмого конденсатора, інший вивід якого підключено до затвору першого транзистора, другий вивід би Четвертого резистора приєднано до анода варикапа і підключено до стоку другого транзистора і дев'ятого конденсатора, інший вивід якого підключено до загального проводу, витік другого транзистора через п'ятий резистор приєднано до загального проводу, а затвор другого транзистора підключено до шостого резистора, інший вивід якого підключено до джерела живлення, і до сьомого резистора, інший вивід якого підключено до загального проводу, а до точки з'єднання дроселя і джерела живлення підключено десятий конденсатор, інший вивід якого підключено до загального проводу. - с (ав) (ав) «-- Зо «о -

   с . а бо -ь (ав) (ав) Ів» с бо б5